专利名称：基于负序故障电流分量的接地距离测量元件实现方法
技术领域：
本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种继电保护的方法，具体涉及到线 路接地故障距离测量的实现方法。
背景技术：
输电线路是电力系统发电、输送电等的基本设备，在电力系统中占有非常重要 的地位。输电线路故障时，若不能及时切除或误切除，则对主系统影响较大，容易 造成电网解列，以及变压器越级跳闸等重大事故。高压/超高压/特高压线路保护担 负输送电的重要任务，是电力系统的重要枢纽。它们造价极为昂贵， 一旦因故障而 遭到损坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。这 样就对高压/超高压/特高压线路保护装置的选择性、快速性、可靠性、灵敏性提出 了更高的要求。距离保护是根据测量阻抗的大小来反映故障点的远近，其性能基本 上不受系统运行方式的影响，在复杂电网中都可以有选择性的切除故障，而且具有 足够的灵敏性和快速性，所以距离保护一直是高压/超高压/特高压线路保护的主要 保护方式。在高压/超高压/特高压输电线路上，过度电阻和负荷电流对阻抗计算有很大的 影响，过度电阻可使得测量阻抗发生变化，距离计算可能不准，可能縮短或者超范 围。本发明针对目前高压/超高压/特高压输电线路负荷电流和接地电阻对接地距离 测量元件的影响，利用在单相接地时负序故障电流分量与故障点的电压同相位，得 出了一种新的准确的故障距离测量计算方法，该算法可较好的解决负荷电流和接地 电阻对接地距离保护的影响。试验结果表面该算法具有非常高的精度。发明内容对于高压/超高压/特高压输电线路，负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影 响是多方面的，导致距离保护可能会误动作或拒动作。为了克服以上所述现有技术中存在的不足，本发明提出了以下技术方案一种在电力系统的高压、超高压、特高压输电线路中基于负序故障电流分量的 且与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件方法，该方法如下线路保护装置对互感器的电压电流波形采样得到电压电流瞬时值，通过傅氏算法求出保护安装处的电流/一保护安装处的电压t/一保护安装处测得的负序故障电 流/,2、单相接地故障时的零序电流/。等的相量形式， 其中，p-fl，6，c;表示线路的￡1、 b、 C三相；当发生单相电阻性故障时，故障处的电压为c/^，接地电流为/^,因为是电阻性接地，所以有f^和；同相位；对于单接地故障地因为有-lpl "*伊2 J炉0 3』《>/ 、±y ^2和相位角相同，所以得出"W和；2相位角度相同。"伊,，xz;(/,0) (2)把42和^>/变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到；2的虚部和实部之 比等于c/^的虚部和实部之比，即^T,— )] (3)由此解算出基于负序故障电流分量的与负荷电流和接地电阻无关的故障距离x的 表达式X—In^)Re[Z^+3A/。)]-Re^)时2^+3^)]，故障阻抗为Z = xZi其中，4为每公里正序阻抗，A为零序补偿系数。该方法可较好的解决负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。试验结果表 面该算法确实较好的消除负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。
图1所示为线路单相接地线路故障示意图。 具体实施方案下面根据说明书附图结合具体实施方式
对本发明的技术方案进一步详细表述。 本发明涉及电力系统领域中继电保护的方法。公开了一种基于负序故障电流分量的与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件，高压/超高压/特高压输电线 路发生单相接地故障时，如图1所示，保护安装处的电流为；，电压为t/一故障处 的距离为x，故障处的电压为f/^，接地电流为/"，保护测得负序故障电流/^。因为炉/'伊2是电阻性接地，所以有f^和/w同相位；对于单接地故障地因为有:〖=丄/'p0 3 /(1)k和相位角相同，所以得出和/p2相位角度相同,(2)把^^和f^/变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到；2的虚部和实部之 比等于C/^的虚部和实部之比，即叫)二1^-邵,0)] ^TRe[t/「 )](3)由此解算出(4)故障阻抗为-(5)其中，^为每公里正序阻抗，yt为零序补偿系数。由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，因此作为接地距离保护阻抗测量 元件，其测量精度是很高的，并且不受负荷电流和高电阻接地故障的影响。理论分 析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。
权利要求
1.一种在电力系统的高压、超高压、特高压输电线路中基于负序故障电流分量的且与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件方法，该方法如下线路保护装置对保护装置安装处的线路互感器的电压电流波形采样得到电压电流瞬时值；通过傅氏算法求出保护安装处的电流 id="icf0001" file="A2008101173860002C1.tif" wi="5" he="4" top= "59" left = "103" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>保护安装处的电压 id="icf0002" file="A2008101173860002C2.tif" wi="7" he="4" top= "59" left = "147" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>保护安装处测得的负序故障电流 id="icf0003" file="A2008101173860002C3.tif" wi="7" he="4" top= "66" left = "58" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>单相接地故障时的零序电流I0的相量形式，其中， id="icf0004" file="A2008101173860002C4.tif" wi="17" he="4" top= "67" left = "161" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>表示线路的a、b、c三相；根据下式得到接地故障点至保护安装处的距离x其中，Z1为每公里正序阻抗，k为零序补偿系数。
2. 根据权利要求i所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为，该方法与 负荷电流和接地电阻无关。
3. 根据权利要求i所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为，所述方法 用于接地距离保护时可以在任何故障条件条件下准确测量故障距离。
全文摘要
本发明公开了一种基于负序故障电流分量的与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件实现方法，高压/超高压/特高压输电线路发生单相接地故障时，保护安装处的电流为I<sub>φ</sub>，电压为U<sub>φ</sub>，故障处的距离为x，故障处的电压为U<sub>φf</sub>，接地电流为I<sub>φf</sub>，保护测得负序故障电流I<sub>φ2</sub>。因为是电阻性接地，所以有I<sub>φf</sub>和I<sub>φf</sub>同相位；对于单相接地故障，因为I<sub>φ2</sub>和I<sub>φf</sub>相位角相同，所以得出U<sub>φf</sub>和I<sub>φ2</sub>相位角度相同。由此解算出故障点距离保护安装处的距离表达式为上式，由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，因此作为接地距离保护阻抗测量元件，其测量精度是很高的，并且不受负荷电流和高电阻接地故障的影响。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。
文档编号G01R31/08GK101325329SQ20081011738
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者张忠理, 张月品, 徐振宇, 杨奇逊, 田文辉 申请人:北京四方继保自动化股份有限公司;北京四方继保工程技术有限公司